焦炉气制甲醇工艺流程

甲醇工艺特点是工艺流程长，相互间既独立有相关，工艺路线图如下：

焦化厂来的焦炉煤气，先进入焦炉气柜缓冲稳压，压缩至2.1MP后,进入精脱硫装置,将气体中的总硫脱至0.1PPM以下.焦炉气中甲烷含量达22.4%,采用纯氧催化部分氧化转化工艺将气体中的甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇的有用成分一氧化碳和氢.转化后气体压缩至5.3MP,进入甲醇合成装置.采用5.3MP低压合成技术,精馏采用3塔流程.

(1)精脱硫。压缩的焦炉气压力2.1MPa,温度40℃,经过滤器滤去油雾后进氧化铁脱硫槽,脱除气体中的无机硫后送转化装置预热。预热后压力约2.02MPa,温度300～350℃,进入加氢转化器I;气体中的有机硫在此转化为无机硫,不饱和烃加氢饱和。另外,气体中氧也与氢反应生成水。加氢转化后的气体进入氧化锰脱硫槽,脱去大部分无机硫;再进入加氢转化器II,将残留的有机硫彻底转化并经中温氧化锌脱硫槽把关,使总硫脱至≤0.1ppm。出脱硫槽的气体约1.85MPa,370℃左右,送转化装置。

(2)转化。精脱硫的焦炉气,温度约370℃,与废热锅炉蒸气混合,进入焦炉气蒸气预热器,预热到660℃,然后进转化炉。来自空分装置的氧气加入安全蒸气后,预热到300℃,进入转化炉,在转化炉顶部与焦炉气蒸气混合。混合气中的氧先与可燃气体反应产生热,为甲烷转化提供热源。气体入床层后,在催化剂作用下,甲烷及少数多碳烃转化为一氧化碳和氢。出转化炉的转化气约960℃,入废热锅炉副产2.4MPa饱和蒸气后,经焦炉气预热器、焦炉气初预热器、锅炉给水预热器、再沸器、脱盐水预热器回收热量后,用水冷却到40℃,分离冷凝液经氧化锌脱硫槽把关后送合成气压缩机。分离出的工艺冷凝液经汽提塔汽提出溶解气后,用泵加压送锅炉房。

（3)合成气压缩。来自转化装置的转化气压力约1.6MPa,温度40℃,进入该压缩机新鲜气段;来自甲醇合成的循环气进入循环段,压至5.3MPa, 送往甲醇合成。合成气压缩机用蒸气透平驱动。

(4)甲醇合成。来自合成气压缩机的合成气压力5.3MPa,温度约40℃,进入气气换热器,用出塔气升温后进入甲醇合成塔;在催化剂作用下,进行甲醇合成反应。主要反应如下:

CO+2H2=CH3OH+Q

CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

此外,还有微量的副反应发生,产生少量杂质。较典型的副反应为:

2CO+4H2=CH3CH2OH+H2O+Q

2CH3OH=(CH3)2O+H2O+Q

甲醇合成塔为管壳式反应器,管内装有甲醇合成触媒,壳程为沸腾热水。反应产生的热量用来生产中压饱和蒸气。因此,反应温度可稳定控制在一定范围内。出合成塔的气体入气气换热器,在此与合成塔入口气体换热,把入塔气加热到触媒活性温度。出该换热器的气体经水冷器用循环水冷却到40℃。此时气体中大部分甲醇和水蒸气被冷凝,然后在甲醇分离器内进行气液分离。分离出的气体,一部分作为循环气进入循环机,升压后与原料气混合去合成甲醇,进行下一循环;另一部分作为排放气,经洗醇塔洗涤回收甲醇后送燃料气系统。甲醇分离器底部出来的粗甲醇降压到0.5MPa后入闪蒸槽,释放出溶解在粗甲醇中的大部分气体;闪蒸槽出来的粗甲醇去甲醇精馏精制。

(5)甲醇精馏。合成来的粗甲醇进入预精馏塔中部,进行轻组分分离。塔顶蒸出气体经预塔冷凝器I及预塔冷凝器II后,冷凝液入预塔回流槽,不被冷凝气体送燃料气系统。预塔回流槽排出的液体由预塔回流泵打入预精馏塔顶部作为回流液。为防腐蚀,在预精馏塔的粗甲醇入口管上由碱液泵打入NaOH稀溶液,以中和合成反应中的有机酸。预精馏塔蒸馏用的热量由低压蒸气供给。预精馏塔底部来的甲醇液由给料泵加压送入加压塔;塔顶蒸出的甲醇蒸气进常压塔再沸器,甲醇蒸气冷凝热作为常压塔热源;出常压塔再沸器的甲醇液再进加压塔回流槽。一部分由加压塔回流泵加压后送回压塔作为回流液;其余部分经精甲醇冷却器冷却到40℃

作为合格产品去精甲醇槽。加压塔所需热量由低压蒸气通过加压塔再沸器供给。加压塔底部排出的甲醇液送常压塔下部,常压塔顶部出口的甲醇蒸气经常压塔顶冷凝器后进常压塔回流槽,再经常压塔回流泵加压:一部分送常压塔顶回流,其余部分送至精甲醇槽。常压塔底排出的含微量甲醇与其他高沸点杂醇的水,由残液泵加压经残液冷却器冷却后,送往污水处理装置。为保证精甲醇质量,在常压塔中部抽出适量杂醇,经杂醇冷却器冷却后由杂醇泵压送至杂醇贮槽。

(6)空分。转化装置需纯氧3500Nm3/h。空分装置采用较先进的分子筛纯化增压流程。空气经袋式过滤器除去杂质进空压机被压缩至约0.6MPa;通过空气冷却塔由经污氮冷却后的水及氟利昂制冷机组来的冷水2次冷却。冷却至约10℃左右进入分子筛纯化器除去空气中杂质。由于分子筛吸附热,空气被复热至11～12℃,然后分两路入分馏塔:一路绝大部分空气进分馏塔中主换热器被返充气冷却至-172℃ (其中有一小部分被液化),进入下塔底部;另一路经增压机增压到0.8～0.9MPa,冷却后进入主换热器被冷却至-108℃左右,再从主换热器中部抽出去透平膨胀机膨胀至0.14MPa左右,以-165℃进入上塔进行精馏,得产品氧气和氮气。通过氧压机和氮压机加压后送用户使用。